ДИНАМИЧЕСКОЕ МАСШТАБИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ ИМПУЛЬСНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ Российский патент 2012 года по МПК H03B19/00 H04B15/04 

Испрашивание приоритета согласно § 119

раздела 35 свода законов США

[0001] Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет предварительной заявки США №61/041085, поданной 31 марта 2008 и названной "DYNAMIC FREQUENCY SCALING OF A SWITCHED MODE POWER SUPPLY." Эта заявка явно включается здесь по ссылке.

Область изобретения

[0002] Рассматриваемое описание в целом относится к импульсным источникам питания и, более конкретно, к импульсным источникам питания, которые динамически регулируют частоту переключений на основании, по меньшей мере частично, режима работы для беспроводной связи или полосы частот или канала, в котором работает этот режим.

Предшествующий уровень техники

[0003] В беспроводной связи информация обычно мультиплексируется, модулируется, оцифровывается и передается по эфирному интерфейсу с помощью несущих с частотами с заданными полосами частот. Многочисленные полосы частот беспроводной связи являются доступными, даже когда большинство полос частот являются регулируемыми. Полосы частот беспроводной связи могут быть ассоциированы с конкретными технологиями для беспроводной связи. Каждая из этих технологий обеспечивает режим для беспроводной связи, где каждый режим использует ширину полосы частот или доступное спектральное пространство, распределенное этой технологии специфическим способом. Конкретные аспекты, используемые для передачи данных посредством различных технологий, в целом идентифицируются как режим работы для беспроводной связи или просто как режим работы. Иллюстративные примеры режимов работы включают в себя GSM (глобальную систему мобильной связи), EVDO (стандарт развития оптимизированной передачи данных), CDMA (множественный доступ с кодовым разделением каналов), WCDMA (широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов), UMTS (универсальную систему мобильной связи), UMB (ультраширокополосную передачу для мобильных устройств), HSPA (высокоскоростную пакетную передачу данных), WiMAX (Глобальную Совместимость для Микроволнового Доступа), GPS (глобальную систему позиционирования) GLONASS (Global Navigation Satellite System или Глобальная Навигационная Спутниковая Система), Bluetooth и т.д.

[0004] Режимы работы имеют ассоциированные протоколы для передачи данных (например, мультиплексирование с частотным разделением, мультиплексирование с временным разделением, мультиплексирование с кодовым разделением, амплитудная модуляция, частотная модуляция, фазовая модуляция, ...) и формулы, которые поддерживают протоколы передачи данных, а также электронную схему, которая облегчает работу над аналоговыми и цифровыми сигналами и их взаимное преобразование, чтобы передавать и принимать сигналы согласно конкретному режиму работы. В беспроводных устройствах мощность обеспечивается батареей, которая выдает напряжение постоянного тока (DC), главным образом находящееся в пределах конкретного диапазона, и мощность батареи обычно преобразовывается в напряжения DC с помощью промежуточной схемы или источника питания, чтобы приводить в действие различные электронные схемы, которые облегчают беспроводную связь, а также чтобы поддерживать электронные устройства, такие как электронные устройства отображения, звуковые электронные устройства, программируемые вентильные матрицы, прикладной процессор(ы), память и т.д. Чтобы выполнять эффективное управление потреблением мощности, в беспроводной связи в целом используются импульсные источники питания (источники SMPS). В обычных системах источники SMPS работают на фиксированной частоте переключений, которая в целом устанавливается, когда беспроводное устройство включается, и остается фиксированной во время работы. Определение подходящей частоты переключений для данного режима работы может занять много времени, и оно обуславливается лабораторным тестированием; однако такие затраты могут быть оправданы в традиционных системах, которые по существу работают в единственном режиме работы.

[0005] Поскольку беспроводная технология продолжает увеличивать свое присутствие в жизни людей, рыночные силы интенсивно продвигают достижения беспроводной технологии с той целью, чтобы предоставить улучшенное обслуживание, например скорость передачи данных, контент и мобильность. Кроме того, поскольку деловое и персональное развитие становится более глобальным по своему характеру, чтобы гарантировать ожидаемое и постоянное беспроводное присутствие, беспроводные устройства переходят от устройств с единственным режимом к устройствам с множеством режимов, многофункциональной работе и развлекательным мобильным платформам. Соответственно, управление потреблением мощности, обычно достигаемое источниками SMPS, работающими на статических частотах переключений, оптимизированных для единственного режима и обслуживания (например, голоса), становится неспособным работать эффективно, без применения снижения производительности. В качестве примера, ввиду широкого разнообразия беспроводного обслуживания, обеспеченного операторами сети, источники SMPS начали снижать качество беспроводного обслуживания в результате помех или более низкого коэффициента полезного действия, чем желаемо.

Сущность изобретения

[0006] Нижеследующее представляет упрощенную сущность изобретения, чтобы обеспечить основное понимание некоторых аспектов раскрытых вариантов осуществления. Эта сущность изобретения не является обширным обзором, и она не предназначается ни для идентификации ключевых или критических элементов всех аспектов, ни для описания объема таких вариантов осуществления. Единственная цель состоит в том, чтобы представить некоторые понятия одного или более вариантов осуществления в упрощенной форме в качестве вступления к более подробному описанию, которое будет представлено позже.

[0007] В одном аспекте обеспечивается способ для динамического регулирования импульсного источника питания с изменяемой частотой (SMPS). Определяется режим работы для компонента нагрузки. Требование по мощности определяется для этого режима работы. Источник частоты переключений выбирается соответствующим для SMPS, чтобы приводить в действие режим работы компонента нагрузки в соответствии с этим требованием по мощности.

[0008] В другом аспекте обеспечивается по меньшей мере один процессор для динамического регулирования импульсного источника питания с изменяемой частотой (SMPS). Первый модуль определяет режим работы для компонента нагрузки. Второй модуль определяет требование по мощности этого режима работы. Третий модуль выбирает источник частоты переключений, подходящий для SMPS, чтобы приводить в действие режим работы компонента нагрузки в соответствии с этим требованием по мощности.

[0009] В дополнительном аспекте обеспечивается компьютерный программный продукт для динамического регулирования импульсного источника питания с изменяемой частотой (SMPS). Считываемый компьютером запоминающий носитель содержит первый набор кодов для того, чтобы вынуждать компьютер определять режим работы для компонента нагрузки. Второй набор кодов вынуждает компьютер определять требование по мощности этого режима работы. Третий набор кодов вынуждает компьютер выбирать источник частоты переключений, подходящий для SMPS, чтобы приводить в действие режим работы компонента нагрузки в соответствии с этим требованием по мощности.

[0010] В другом дополнительном аспекте обеспечивается устройство для динамического регулирования импульсного источника питания с изменяемой частотой (SMPS). Обеспечивается средство для определения режима работы для компонента нагрузки. Обеспечивается средство для определения требования по мощности этого режима работы. Обеспечивается средство для выбора источника частоты переключений, подходящего для SMPS, чтобы приводить в действие режим работы компонента нагрузки в соответствии с этим требованием по мощности.

[0011] В дополнительном аспекте обеспечивается устройство для динамического регулирования импульсного источника питания с изменяемой частотой (SMPS). Детектор режима определяет режим работы для компонента нагрузки. Компонент блока выбора частоты переключений определяет требование по мощности этого режима работы. Импульсный источник питания (SMPS) подает питание на компонент нагрузки. Компонент блока выбора частоты переключений выбирает источник частоты переключений, подходящий для SMPS, чтобы приводить в действие режим работы компонента нагрузки в соответствии с упомянутым требованием по мощности.

[0012] Для выполнения предшествующих и связанных задач один или более вариантов осуществления содержат признаки, полностью описанные ниже и конкретно указанные в формуле изобретения. Следующее описание и приложенные чертежи подробно формулируют конкретные иллюстративные аспекты и указывают несколько способов, которыми могут быть использованы принципы вариантов осуществления. Другие преимущества и новые признаки станут очевидны из последующего подробного описания при рассмотрении в связи с чертежами и раскрытыми вариантами осуществления, которые предназначены, чтобы включать в себя все такие аспекты и их эквиваленты

Краткое описание чертежей

[0013] Фиг.1 изображает блок-схему схемы с динамически регулируемой мощностью пользовательского оборудования системы беспроводной связи.

[0014] Фиг.2 изображает блок-схему способа для динамического регулирования мощности для импульсного источника питания с изменяемой частотой для пользовательского оборудования согласно Фиг.1.

[0015] Фиг.3 изображает три примерных режима работы мобильных станций, причем каждый режим работы обуславливается различными полосами частот.

[0016] Фиг.4 изображает блок-схему примерного пользовательского оборудования, которое использует источники импульсного источника питания с изменяемой частотой (SMPS).

[0017] Фиг.5 изображает блок-схему примерной конфигурации генераторов синхронизирующих импульсов, которые согласовывают источник синхронизирующих импульсов с импульсным источником питания.

[0018] Фиг.6-8 изображают графики эффективности по мощности, обеспечиваемой посредством SMPS в зависимости от тока нагрузки на различных частотах переключений в соответствии с аспектами, сформулированными в рассматриваемом описании.

[0019] Фиг.9 изображает блок-схему примерного пользовательского оборудования, которое может динамически выбирать и устанавливать одну или более частот переключений для управления мощностью посредством набора источников SMPS в соответствии с аспектами, описанными в настоящем описании.

[0020] Фиг.10 изображает блок-схему примерного способа для динамического масштабирования (изменения) частоты переключений SMPS, который обеспечивает управление мощностью в беспроводном мобильном устройстве в соответствии с аспектами, описанными в настоящем описании.

[0021] Фиг.11 изображает блок-схему другого примерного способа для динамического масштабирования частоты переключений SMPS, который обеспечивает управление мощностью в беспроводном мобильном устройстве в соответствии с аспектами, описанными в настоящем описании.

[0022] Фиг.12 изображает блок-схему дополнительного примерного способа для динамического регулирования частоты переключений SMPS, который обеспечивает управление мощностью в беспроводном мобильном устройстве в соответствии с аспектами, описанными в настоящем описании.

[0023] Фиг.13 изображает блок-схему другого дополнительного примерного способа для определения соответствующей частоты для включения SMPS согласно аспектам, сформулированным в настоящем описании.

[0024] Фиг.14 изображает блок-схему еще одного примерного способа для определения соответствующей частоты для включения SMPS согласно аспектам, сформулированным в настоящем описании.

[0025] Фиг.15 изображает блок-схему дополнительного примерного способа для уменьшения помех в приемнике согласно аспектам, описанным в настоящем описании.

[0026] Фиг.16 изображает блок-схему примерной системы приемника, которая может разрешить масштабируемость частоты переключений в среде беспроводной связи в соответствии с одним или более аспектами, сформулированными в настоящем описании.

[0027] Фиг.17 изображает блок-схему примерной системы, которая разрешает генерирование чистых шумовых оценок в присутствии фазного шума в соответствии с аспектами, описанными в настоящем описании.

Подробное описание

[0028] Различные аспекты ниже описываются с ссылками на чертежи, на которых аналогичные номера позиций используются для ссылки на аналогичные элементы по всему описанию. В следующем описании с целью объяснения формулируются многочисленные конкретные подробности, чтобы обеспечить полное понимание одного или более вариантов осуществления. Однако может быть очевидно, что такой аспект(ы) может быть применен на практике без этих конкретных подробностей. В других случаях известные структуры и устройства показаны в форме блок-схемы, чтобы облегчить описание одного или более вариантов осуществления.

[0029] Используемые в этой заявке термины "компонент", "модуль", "система", "платформа" и т.п. предназначаются, чтобы относиться к связанному с компьютером объекту или объекту, связанному с операционной машиной или электронным устройством с одной или более конкретными функциональными возможностями. Такие объекты могут быть аппаратным обеспечением, программно-аппаратным обеспечением, комбинацией аппаратного обеспечения и программного обеспечения, аппаратным обеспечением и программно-аппаратным обеспечением, программным обеспечением или программным обеспечением в выполнении. Например, компонент может быть, но не ограничиваться ими: процессом, выполняющимся на процессоре, процессором, объектом, выполняемой программой, потоком выполнения, программой, устройством и/или компьютером. Посредством иллюстрации как приложение, выполняющееся на вычислительном устройстве, так и вычислительное устройство может быть компонентом. Один или более компонентов могут находиться в пределах процесса и/или потока выполнения, и компонент может быть размещен на одном компьютере и/или распределен между двумя или более компьютерами. В дополнение, эти компоненты могут выполняться с различных считываемых компьютером носителей, имеющих различные структуры данных, сохраненные на них. Компоненты могут связываться посредством локальных и/или удаленных процессов, например в соответствии с сигналом, имеющим один или более пакетов данных (например, данные от одного компонента взаимодействуют с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или через сеть, такую как Интернет, с другими системами посредством сигнала).

[0030] Кроме того, термин "или" предназначается, чтобы обозначать включающее "или", а не исключающее "или". Таким образом, если не определено иначе или не ясно из контекста, "X использует A или B" предназначается, чтобы обозначать любую из естественных включающих в себя перестановок. Таким образом, если X использует A, X использует B, или X использует как A, так и B, то "X использует A или B" удовлетворяется согласно любым из предшествующих примеров. В дополнение, артикли "a" и "an", которые используются в этой заявке и приложенной формуле изобретения, должны в целом быть рассмотрены, чтобы обозначать "один или более", если не определено иначе или не ясно из контекста, что должны относиться к единственному числу.

[0031] Кроме того, используемый в настоящем описании термин "сеть питания" определяет конкретные наборы нагрузок, которые приводятся в действие (запитываются) отдельными регуляторами; нагрузки включают в себя электронную схему или набор(ы) микросхем, которые обеспечили конкретные функциональные возможности передаче данных. Нагрузка сама может быть регулятором напряжения (то есть "подрегулятором"), который запитывает свой собственный набор нагрузок. Подрегулятор может обеспечивать дополнительное приведение к требуемым условиям выходного сигнала своего родительского регулятора, или подрегулятор может изменять уровень напряжения, подаваемый к его нагрузкам, или подрегулятор может изолировать свои нагрузки от других нагрузок, подключенных к его родительскому регулятору.

[0032] Различные варианты осуществления описываются в настоящем описании в соединении с беспроводным терминалом. Беспроводной терминал может относиться к устройству, обеспечивающему громкую связь или связность данных пользователю. Беспроводной терминал может быть подсоединен к вычислительному устройству, такому как ноутбук или настольный компьютер, или он может быть автономным устройством, таким как персональный цифровой ассистент (PDA) или сотовый телефон. Беспроводной терминал может также называться системой, абонентским блоком, станцией абонента, мобильной станцией, мобильным терминалом, мобильным блоком, удаленной станцией, точкой доступа, удаленным терминалом, терминалом доступа, терминалом пользователя, пользовательским агентом, пользовательским устройством, пользовательским оборудованием, беспроводным устройством, телефоном персональной системы связи (PCS), радиотелефоном, телефоном согласно Протоколу Инициации Сеанса связи (SIP), станцией беспроводной локальной линии (WLL). В дополнение, беспроводной терминал может относиться к переносному устройству, имеющему способность беспроводного подсоединения, или к другому устройству обработки, подсоединенному к беспроводному модему.

[0033] Беспроводные терминалы обычно связываются по эфирному интерфейсу с одной или более базовыми станциями; связь может иметь место посредством одного или более секторов, где каждый сектор может поддерживать передачу данных в конкретных интервалах частоты в зависимости от планирования частоты ячейки, определенной поставщиком услуг или оператором сети. В дополнение, беспроводные терминалы могут использовать ресурсы связи (например, ресурсы частоты-времени), как запланировано базовой станцией. Базовая станция может также называться точкой доступа, беспроводным мостом, портом доступа, Узлом B, усовершенствованным Узлом B (eNode B) или некоторой другой терминологией. Должно быть оценено, что беспроводная связь может также содержать несотовую операцию, такую как устройства Глобальной Системы Позиционирования (GPS).

[0034] Ссылаясь на чертежи, на фиг.1 система 10 беспроводной связи поддерживает беспроводную связь между терминалом доступа (AT), изображенным как пользовательское оборудование (UE) 12, и сетью, изображенной как основной узел 14. Альтернативно или в дополнение, сеть может содержать точку 16 доступа. Для ясности UE 12 изображается как выполняющее два режима беспроводной связи или одновременно, или последовательно, изображенные на этапах 18, 20 соответственно, с основным узлом 14 и точкой 16 доступа. В частности, Режим А 22 с основным узлом 14 имеет конкретное требование по мощности, которое в иллюстративном описании содержит постоянное напряжение v _A-В, большой ток i _a и чувствительность по частоте f _A для шума, переносимого во входном источнике питания. Режим B 24 с точкой 16 доступа имеет другое требование по мощности, которое в иллюстративном описании содержит постоянное напряжение v _A-В, относительно низкий ток i _в и чувствительность по частоте f_B для шума, переносимого на входном источнике питания.

[0035] Должно быть оценено с выгодой настоящего раскрытия, что различные требования по мощности ("режимы") могут возникать для единственного типа беспроводной связи, особенно для таких режимов, как режим ожидания, радиочастотная передача (RF, РЧ), РЧ прием и т.д. Кроме того, даже в одном типе беспроводной связи множество компонентов нагрузки, которые поддерживают эту беспроводную связь, могут иметь изменяющиеся требования по мощности, например, когда запоминающий носитель является доступным, интерфейсы пользователя активизируются и т.д. Следовательно, UE 12 изображается как имеющий схему 26 с динамически регулируемой мощностью, которая реагирует на определение требования по мощности, например, посредством контроля выходного сигнала источника питания (не изображен). В примерном описании контроллер 28 режима, который управляет компонентами нагрузки, изображенными как РЧ схема 30, выдает информацию режима на детектор 32 режима схемы 26 мощности. Детектор 32 режима может преимущественно определять режим на основании значения параметра, связанного с потреблением мощности, сигнала управления, индикации частей сети питания (электросети), которые являются активными, непосредственно воспринимаемого уровня потребления мощности (например, среднего или номинального тока или напряжения) и т.д.

[0036] Вторая схема 34 с динамически регулируемой мощностью также изображается как поддерживающая другую часть РЧ схемы 30 в случаях, когда различные компоненты ("сеть нагрузки") одновременно поддерживаются различными источниками питания. В одном аспекте каждая схема 26, 34 мощности может быть основана на идентичном импульсном источнике питания 36 с изменяемой частотой (SMPS) для экономичной реализации. Каждая схема 26, 34 мощности может выдавать различный выбранный синхронизирующий сигнал 38 при частоте переключений f _sw таким образом, что SMPS 36 обеспечивает соответствующие характеристики мощности. Альтернативно или в дополнение, каждая схема 26, 34 мощности может динамически изменять эту частоту переключений f _sw как подходящую для динамического изменения требований нагрузки.

[0037] В примерной схеме 26 мощности блок 40 выбора частоты переключений отвечает на принятую информацию режима от детектора 32 режима, чтобы установить как требование 44 пиковой мощности режима, так и требование 46 чувствительности по частоте режима. Однако должно быть оценено, что приложения, совместимые с аспектами, раскрытыми в настоящем описании, могут извлекать выгоду из обращения только к одному требованию 44, 46. Например, UE 12 может работать на различных частотах передачи или приема, которые изменяют чувствительность по частоте без необходимого изменения требования по мощности. Альтернативно, компоненты без чувствительности по частоте могут иметь изменяющиеся требования мощности.

[0038] При получении характеристик мощности этого обнаруженного режима могут быть использованы различные схемы контроля или предсказания для реализации. В примерной схеме 26 мощности эталонный блок 48 просмотра режима частоты переключений получает это требование, которое или устанавливается оригинальным изготовителем оборудования, или изучается эмпирически в UE 12. Например, может быть воспринят параметр, который связан с потреблением мощности. Чтобы ускорить работу, это изученное поведение компонента нагрузки может быть сохранено в структуре данных просмотра (например, таблице, базе данных) для будущей ссылки при выборе частоты переключений.

[0039] С установленными требованиями блок 40 выбора частоты переключений может выбирать источник 50 синхронизирующих импульсов. В примерной схеме 26 мощности диапазон опций ограничивается экономичным изготовлением или другими ограничениями. Например, одна или более схем синхронизирующих импульсов могут быть увеличены или уменьшены в масштабе или могут фильтроваться, чтобы обеспечивать диапазон частот переключений. Альтернативно или в дополнение, источники 50 синхронизирующих импульсов могут отличаться своими соответствующими частотными спектрами выходных сигналов, возможно, с некоторыми гармониками, ослабленными, чтобы избежать чувствительных частот. В отличие от этого вместо того, чтобы иметь низкую добротность (Q), источник 50 синхронизирующих импульсов может обеспечивать высокую "Q", чтобы запретить надлежащую работу расположенных следующими в пути обработки источника питания или схем регулирования мощности (не показаны), или компонентов 30 нагрузки. Эти вариации в источниках 50 синхронизирующих импульсов изображаются как синхронизирующий сигнал 'H' 52 с наивысшей частотой переключений, который не является ни подходящим для пиковой нагрузки, как изображено в блоке 54, ни подходящим для РЧ ослабления, как изображено в блоке 56. Синхронизирующий сигнал 'X' 58 имеет частотные спектры, расширенные по частоте, который является подходящим для РЧ ослабления, но слишком высоким, чтобы быть подходящим для пиковой нагрузки. Синхронизирующий сигнал 'Y' 60 является подходящим как в требованиях по мощности, так и в требованиях чувствительности по частоте. Синхронизирующий сигнал 'Z' 62 является достаточно низким, чтобы быть подходящим по мощности, но он имеет центральную частоту с высокой Q, которая не является подходящей для РЧ подавления. Синхронизирующий сигнал 'L' 64 с низкой частотой переключений не является подходящим из-за потребления мощности (например, слишком большой выходной ток).

[0040] Для получения выгоды из предшествующего должно быть оценено, что могут существовать регулируемые источники рабочих частот и синхронизирующих импульсов. В дополнение, источники синхронизирующих импульсов могут иметь различные качества. На основании режима работы (например, значения нагрузки, требований по частоте, качества синхронизирующих импульсов и т.д.) могут регулироваться частота SMPS и источник синхронизирующих импульсов (то есть по отдельности или обобщенно для набора источников SMPS). Выбор частоты SMPS и источника синхронизирующих импульсов может быть основан на предварительно определенных значениях, таких как доступные значения в таблице просмотра или вычисленные «на лету», если потребуется.

[0041] На Фиг.2 способ 70 предусматривает динамическое регулирование импульсного источника питания (SMPS) с изменяемой частотой, который работает в беспроводной системе. Должно быть оценено, что термин «динамический» может быть определен посредством OEM, устанавливающим переключение частоты общей структуры SMPS, различной для разных требований применения. В примерном способе 70 это изменение частоты имеет место во время работы SMPS. Для этой цели информация принимается в режиме работы для компонента нагрузки (этап 72). Если выполнено определение, что необходимые требования по мощности не изменяются, изображено как изменение режима на этапе 74, то SMPS продолжает использовать выбранный источник синхронизирующих импульсов (этап 76). Если режим изменяется на этапе 74, то выполняется определение (например, просматривается, воспринимается, исследуется и т.д.) относительно того, какие требования по мощности предназначаются для обнаруженного режима работы для компонента нагрузки (этап 78). В некоторых случаях просмотр заранее определенного значения может быть выгодным для скорости обработки и простоты при реализации. Это определение может содержать определение требований пиковой или постоянной мощности (например, тока, напряжения) для режима (этап 80) и/или определение чувствительности по частотным спектрам для режима (этап 82). Затем для SMPS выбирается источник частоты переключений, который является подходящим для приведения в действие компонента нагрузки в соответствии с определенным требованием(ями) (этап 84). Этот выбор может быть основан на одном или более факторах (коэффициентах), изображенных как выбор источника синхронизирующих импульсов с соответствующим коэффициентом качества (Q) для удовлетворительной производительности (этап 86). Центральную частоту можно считать удовлетворительной для требуемого потребления мощности (этап 88). Частотные спектры источника синхронизирующих импульсов можно считать достаточно ослабленными на чувствительных частотах для выбора (этап 90). Затем заново выбранная частота переключений используется посредством SMPS на этапе 76.

[0042] Установление приоритетов выбора фактора (коэффициента) может быть использовано заранее определенным или адаптивным взвешиванием. Например, более высокое или более низкое потребление мощности может быть компромиссным для меньшего количества ошибок скорости передачи данных компонентами нагрузки. Например, выбор может начаться посредством выбора поднабора источников синхронизирующих импульсов, которые могут приводить к адекватному пиковому току для компонента нагрузки для работы, впоследствии источники синхронизирующих импульсов упорядочиваются, чтобы иметь оптимальную эффективность потребления мощности (например, достаточную для пиковой мощности), и затем упорядочиваются или исключаются на основании порога количества нежелательных гармоник.

[0043] Фиг.3 является диаграммой 100, которая иллюстрирует примерный беспроводной терминал 110, который может работать в четырех различных режимах 120₁, 120₂, 120₃ и 120₄ для беспроводной связи; каждый режим 120_J (J=1,2,3,4) использует различную часть или полосу частот σ_J электромагнитного (EM) спектра (например, радиочастоту (РЧ) и микроволновые частоты). Полосы частот σ_J могут быть лицензированными (например, как промышленными, медицинскими и научными полосами частот или полосами частот PCS A-F) или нелицензированными полосами РЧ частот. Должно быть оценено, что каждая σ_J может быть дополнительно разделена на подполосы частот или каналы, чтобы реализовать конкретные режимы реализации передачи данных, например, мультиплексирование с ортогональным частотным разделением сигналов, которое используется в (3G) UMTS третьего поколения или в беспроводных технологиях WiMAX. Должно быть оценено, что режим может иметь набор полос частот (например, σ₄, и ) и каналы, в которых работает этот режим. В качестве примера, для наземной беспроводной связи режим работы может использовать различные диапазоны ультравысокой частоты (UHF), тогда как для навигации, основанной на спутнике, режим может использовать диапазоны сверхвысокой частоты (SHF), чтобы устанавливать линию связи в открытом космосе. В качестве другого примера, беспроводное устройство в ad hoc сети может использовать один или более диапазонов в части инфракрасного излучения (IR) ЭМ спектра для передачи данных и других сообщений беспроводной связи. Дополнительно должно быть оценено, что различные режимы (например, режим 1 120₁ и режим 4 120₄) могут работать в соответствующих полосах частот, которые, по меньшей мере частично, совпадают. В качестве примера, как сеанс(ы) передачи данных EVDO, так WCDMA могут поддерживаться посредством полосы частот (диапазона) блока PCS F или полосы частот GSM.

[0044] Как указано выше, беспроводной терминал 110 в целом является многорежимным мобильным устройством и, как иллюстрировано, он может работать в режиме 1 120₁ в момент времени , в режиме 120₂ в момент времени , в режиме 120₃ в момент времени и режиме 4 120₄ в момент времени . Должно быть оценено, что такие моменты не должны различаться, поскольку беспроводной терминал 110 может работать с помощью процессора (например, многоядерного процессора), который облегчает параллельное выполнение приложений. Например, беспроводной терминал 110 может работать в GSM, чтобы осуществлять голосовую передачу данных и одновременно управлять приложением GPS (например, отображать навигационный маршрут). Также должно быть оценено, что J=1-4 служит иллюстративным примером работы терминала 110 в четырех полосах частот (диапазонах); причем в беспроводной среде может быть использовано меньше или больше полос частот и ассоциированных режимов передачи данных. Количество режимов работы для передачи данных, которое поддерживает терминал доступа, обычно определяется в соответствии со структурой. В каждом режиме работы (например, GSM, IMT, CDMA, WCDMA, HSPA WiMAX, GPS, GLONASS, Bluetooth (ТМ)...) в целом используются конкретные протоколы для передачи данных, такие как конкретное мультиплексирование и модуляция, а также используются конкретные ресурсы времени (отрезок времени радиокадра, отрезок времени символа и т.д.). Таким образом, различные наборы микросхем обеспечивают необходимые функциональные возможности для передачи данных в конкретном режиме работы. Дополнительно, различные наборы микросхем могут обеспечивать функциональные возможности, чтобы поддерживать приложения, такие как интерфейс(ы) отображения, звук, звук и изображение (например, преобразования речи в текст и текста в речь), ввод данных (например, работа клавиатуры (клавиатур), сенсорного экрана(ов), голосового ввода, цифрового/аналогового и аналогового/цифрового преобразования, работа памяти...) и т.д.

[0045] Схема, ассоциированная с набором микросхем, имеет конкретные требования нагрузки (например, рабочее напряжение, ток при пиковой нагрузке), и в зависимости от режима работы схема включает в себя электронные РЧ устройства, которые облегчают генерирование форм сигналов на конкретных частотах, которые модулируются для передачи данных. Формы сигналов могут быть любой единственной несущей (например, для передачи данных восходящей линии связи) или мультинесущей (например, для передачи данных нисходящей линии связи). Батарея в беспроводном терминале 110 обеспечивает мощность, чтобы поддерживать все функциональные возможности в мобильном устройстве; батарея может выдавать энергию с помощью химической реакции (например, батарея, основанная на литии) или посредством преобразования солнечной энергии (например, панели солнечных батарей, основанные на кремнии, основанные на CuGaSe, основанные на CuInSe). Альтернативно или в дополнение, могут быть использованы другие беспроводные источники энергии, такие как радиационный нагрев (например, микроволнами) термоэлектрического преобразователя. Набор импульсных источников питания облегчает регулирование или преобразование из входного напряжения батареи (V_in) в выходное рабочее напряжение V_out для набора нагрузок. В аспекте импульсные источники питания в терминале 110 имеют изменяемую частоту переключений с регулированием частоты переключений согласно конкретному режиму работы; например, GPS и ассоциированное приложение отображения или видеотелефония через WCDMA.

[0046] Должно быть отмечено, что терминал 110 может также работать в следующих схемах множественного доступа, таких как множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA), множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA), множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), FDMA с единственной несущей (SC-FDMA) или других подходящих схемах множественного доступа. TDMA использует мультиплексирование с временным разделением (TDM), в котором передачи для различных терминалов ортогонализируются посредством передачи в различных временных интервалах. FDMA использует мультиплексирование с частотным разделением (FDM), в котором передачи для различных терминалов ортогонализируются посредством передачи на различных поднесущих частоты. В одном примере системы TDMA и FDMA могут использовать мультиплексирование с кодовым разделением (CDM), в котором передачи для множественных терминалов могут быть ортогонализированы, используя различные ортогональные коды (например, коды Walsh, полифазные коды, ...) несмотря на то, что коды посылаются в одном и том же временном интервале или поднесущей частоты. Должно быть отмечено, что в одном аспекте ортогонализация относится к уменьшению помех среди опорных сигналов. Должно быть отмечено, что OFDMA использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDM), и SC-FDMA использует множественный доступ с частотным разнесением и единственной несущей (SC-FDM), где OFDM и SC-FDM могут разделять доступную ширину полосы частот системы на множественные ортогональные поднесущие (например, тональные сигналы, диапазоны...), каждая из которых может модулироваться данными. Обычно символы модуляции посылаются в частотной области с OFDM и во временной области с SC-FDM. Дополнительно или альтернативно, доступная ширина полосы частот системы может быть разделена на одну или более частотных несущих, каждая из которых может содержать одну или более поднесущие. Реализация беспроводной связи может также использовать комбинацию схем множественного доступа, таких как OFDMA, и множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA). Должно быть оценено, что методики распределения частот SMPS, обеспеченные в настоящем описании, по существу могут быть использованы в любой схеме доступа беспроводной связи. Кроме того, настоящее изобретение, описанное в рассматриваемом описании, может быть преимущественно использовано по меньшей мере во всех предшествующих режимах работы.

[0047] Фиг.4 является блок-схемой 200 примерного пользовательского оборудования (UE) 210, которое использует источник(и) импульсного источника питания (SMPS) с изменяемой частотой согласно аспектам, сформулированным в рассматриваемом описании. Пользовательское оборудование 210, которое может быть реализацией беспроводного терминала 110, включает в себя платформу SMPS 215 с изменяемой частотой, которая электрически смещается посредством батареи 225 постоянного тока (DC), которая обеспечивает входное напряжение V_IN. Платформа SMPS 215 с изменяемой частотой содержит набор из N источников SMPS 218₁-218_N (N положительное целое число; обычно 2≤N≤4), который приводит в действие набор электросетей (схем) 235₁-235_N, где каждая электросеть включает в себя конкретный набор нагрузок (например, наборы микросхем для конкретных функциональных возможностей связи). Отметим, что нагрузка в наборе нагрузок может быть электросетью; например, нагрузка может быть регулятором напряжения (например, линейным регулятором с малым падением напряжения (LDL)), и набор функциональных нагрузок может быть оперативно присоединен к выводу регулятора напряжения, который действует как подрегулятор, так как он присоединяется к SMPS. Каждый SMPS 218_λ (λ=1,2...,N) работает на частоте переключений f _λ и выводит напряжение . Должно быть оценено, что в примере UE 210 может иметь место отношение 1 к 1 между источниками SMPS (или регуляторами) 218₁-218_N и электросетями 235₁-235_N. Кроме того, один или более источников SMPS 218_λ могут быть включены или выключены в единственный момент времени в зависимости от требования(й) мощности электросетей 235₁-235_N, например требование(я) по мощности, по существу диктуемое обслуживаемыми (например, питаемыми) нагрузками. При приведении в действие или обслуживании электросети f _λ может динамически регулироваться согласно работе режима (например, режима 2 120₂) пользовательского оборудования 210. Например, таким режимом работы может быть GSM, IMT, CDMA, WCDMA, HSPA, WiMAX, GPS, GLONASS, Bluetooth (ТМ) и т.д. Дополнительно, f _λ может динамически регулироваться на основании, по меньшей мере частично, изменений в требованиях нагрузки, таких как рабочий ток при пиковой нагрузке или инициация параллельной работы дополнительных режимов (например, работа GPS начинается во время вызова IX CDMA, который может быть голосовой сессией, сессией данных или их комбинацией). Ниже рассматриваются такие новые признаки.

[0048] Пользовательское оборудование 210 может работать в различных режимах, где различные режимы могут одновременно находиться в работе, чтобы осуществлять связь (например, голосовую сессию, передачу данных, онлайн игры, просмотр web-страниц и т.д.). По меньшей мере одно преимущество многорежимной работы состоит в том, что UE 210 может использовать режим, который оптимизирует или улучшает производительность - например, высокоскоростную передачу данных, низкое время ожидания, низкую частоту появления ошибочных битов и частоту появления ошибочных пакетов и т.д. Как описано выше, работа в конкретном режиме обуславливается конкретными нагрузками (например, 241₁-241_Q), которые обеспечивают по меньшей мере часть функциональных возможностей, необходимых для выполнения передачи данных или конкретной операции пользовательского оборудования 210. Например, нагрузки могут включать в себя схему РЧ, базовые функциональные возможности MSM (модема мобильной станции), периферийные устройства (например, память, дисплей(и), клавиатура(ы)...), схему и т.д. Нагрузки (например, 238₁-238_S, 241₁-241_Q и 244₁-244_P) могут иметь различную чувствительность или отклик на частоту (например, помехи или соединение с гетеродинами) и требования по току и напряжению; традиционно нагрузки могут быть сгруппированы (кластеризованы) согласно таким отклонениям в чувствительности по частоте и операционным требованиям.

[0049] Должно быть оценено, что среди нагрузок (например, 238₁-238_S), которые обеспечивают функциональные возможности пользовательскому оборудованию 210, частота переключений f _J SMPS 218_J может вмешиваться в работу электронной схемы нагрузок; таким образом, работа SMPS 218_J может ухудшать работу UE 210. Должно быть оценено, что кластер источников SMPS K1 (например, SMPS 218₁ и SMPS 218₂) может совместно использовать одну частоту переключений, в то время как кластер источников SMPS K2 (например, SMPS 218_J, SMPS 218_N-1 и SMPS 218_N) может совместно использовать отличную частоту переключений. В целом такое ухудшение имеет место, когда схема нагрузок содержит РЧ схему и f _J или ассоциированные гармоники n f _J (с положительным целым числом n) находятся в пределах полос частот (например, σ_J), поддерживаемых нагрузками. В дополнение, должно быть отмечено, что может также иметь место перекрестное ухудшение, в котором переключение SMPS 218_J вмешивается в работу нагрузки, присоединенной к другому SMPS 218_K. Каждый SMPS может по существу воздействовать на все нагрузки в системе посредством различных проводящих и излучающих средств. Соответственно, в рассматриваемом настоящем изобретении режим работы (например, голосовая связь GSM) определяется или устанавливается посредством компонента 255 управления режимом. С конкретной информацией о режиме, такой как полосы частот ЭМ излучения, в которых управляют режимом, частотные каналы планируются для работы и т.д., процессор 275 обеспечивает доступ к памяти 265, которая сохраняет базу данных или таблицу 268 просмотра и выбирает соответствующую частоту переключений для работы SMPS 218_J. Должно быть оценено с выгодой настоящего раскрытия, что соответствующее (решение) может повлечь за собой приемлемый или удовлетворительный результат. Альтернативно или в дополнение, соответствующее может повлечь за собой лучшие, чем другие доступные опции. Альтернативно или в дополнение, соответствующее может повлечь за собой оптимальное решение, особенно для приложений, в которых существует достаточно опций, чтобы обеспечить близкое совпадение критериев или набора критериев. Альтернативно или в дополнение, соответствующее может повлечь за собой наилучшую опцию, такую как наличие самой высокой сложной оценки в зависимости от взвешенных критериев. Для ясности, в иллюстративном аспекте, описанном ниже, может быть рассмотрена идеальная цель для оптимальной частоты переключений, хотя должно быть понятно, что реализации могут приблизиться к оптимальной с различными степенями точности.

[0050] В дополнение, процессор 275 может отображать на экране набор доступных частот, например, сохраненный в таблице 268 просмотра в зависимости от операционных критериев 271, сохраненных в памяти 265, и, таким образом, он может выбирать оптимальную частоту, которая удовлетворяет конкретным критериям. Операционные критерии могут включать в себя качество метрик обслуживания, чтобы гарантировать высококачественное обслуживание, воспринимаемое пользователем. Должно быть понятно, что информация, хранящаяся в таблице 268 просмотра, или операционные критерии 271 могут устанавливать желаемый или требуемый ответ или производительность оборудования и качество обслуживания, ассоциированное с ним. Должно быть дополнительно понятно, что оптимальной частотой является частота переключений в наборе доступных частот, который обеспечивает удовлетворительную или эффективную производительность (работу) и ассоциированное обслуживание. Дополнительно должно быть отмечено, что одна или более частот переключений могут позволять осуществить удовлетворительную или оптимальную работу. По меньшей мере одно преимущество динамического регулирования частоты переключений и использования оптимальной частоты состоит в том, что воспринимаемое качество обслуживания может быть сохранено, даже когда мобильные станции переключают режим работы.

[0051] Передачи обслуживания на другие каналы операции в пределах полосы частот передачи данных (например, σ₃) могут требовать изменений в частоте переключений обслуживающего SMPS. Должно быть отмечено, что в группе из N частот переключений набор частот переключений N-G может оставаться фиксированным, в то время как частоты переключений G (например, G=1) динамически масштабируются (изменяются). Таблица 268 просмотра обеспечивает для конкретного режима работы. Должно быть отмечено, что в аспекте рассматриваемого настоящего изобретения, когда режим работы изменяется с первого режима на второй режим (например, UE 210 инициирует загрузку(и) данных в режиме HSPA после голосового вызова с помощью CDMA IX) и второй режим работы поддерживается нагрузками в электросети (сети питания), приведенной в действие иллюстративным SMPS 218_J, другая оптимальная частота может быть выбрана динамическим способом из таблицы 268 просмотра или базы данных, доступной посредством пользовательского оборудования 210, не обращаясь к времени простоя UE или дополнительному тестированию. Кроме того, если компонент 255 управления режимом активизирует другой режим работы (например, GPS), и такой режим обуславливается нагрузками, такими как нагрузки 244₁-244_P, сгруппированными в другой электросети, например электросети N 235_N, частота переключений SMPS, обслуживающего эту электросеть, например SMPS 218_N, может также быть эвристически оптимизирована с помощью информации, сохраненной в таблице 268 просмотра или по существу в любой базе данных, доступной для пользовательского оборудования 210.

[0052] Должно быть отмечено, что в рассматриваемом настоящем изобретении таблица 268 просмотра, сохраненная в памяти 268, является эффективным инструментом низких служебных расходов и низкой сложности для выбора оптимальной частоты переключений, поскольку количество режимов, поддерживаемых мобильной станцией, обычно включает в себя несколько режимов, и оптимальные частоты могут быть предварительно определены с помощью эксперимента (например, частотная характеристика производительности SMPS для нагрузок в активном/неактивном состоянии, в котором частотная характеристика может отражать степень помех или их отсутствие относительно нагрузок; требования по току и напряжению на нагрузке и т.д.) в лаборатории или в области исследований.

[0053] В дополнение к выбору оптимальной частоты в соответствии с режимом работы для беспроводной связи компонент 255 управления режимом при помощи процессора 275 может выбирать источник синхронизирующих импульсов из набора K источников 248₁-248_K синхронизирующих импульсов, чтобы синхронизировать коммутатор, который вызывает переключение в SMPS, который является изменяемым. Например, источники 248₁-248_K синхронизирующих импульсов могут быть различными кварцевыми генераторами в системе, релаксационными генераторами и т.п. Выбор источника синхронизирующих импульсов обеспечивает гибкость для выбора синхронизирующего сигнала с высоким Q или низким Q, чтобы обеспечить оптимальную частоту . Выбор источника синхронизирующих импульсов обычно влияет на структуру и стоимость. Альтернативно или в дополнение, должно быть отмечено, что выбор источника синхронизирующих импульсов может определять частоту переключений SMPS, таким образом коррелируя выбор источника синхронизирующих импульсов (например, 248_K) с выбором частоты переключений. Синхронизирующие сигналы с высоким Q могут быть использованы, когда спектральный отклик коммутатора в SMPS может влиять на качество обслуживания (например, частоту появления ошибочных битов или частоту появления ошибочных блоков) для UE 210 и желательна высокая спектральная чувствительность, чтобы избежать помех с хвостовыми частотами, ассоциированными с источником синхронизирующих импульсов с низким Q. Когда большие частоты переключений SMPS f недоступны, то менее вероятно, что можно избежать гармоники синхронизирующего сигнала SMPS , попадающей в полосу частот (n - положительное целое число); например, в пределах σ_J. В таком сценарии исходный синхронизирующий сигнал с низким Q может быть выгодной альтернативой, поскольку некоторые нагрузки могут быть более чувствительными к узкополосным помехам; соответственно, более широкие спектральные линии источника с низким Q являются выгодными для работы UE 210. В одном аспекте компонент 255 управления режимом может обеспечивать компромисс относительно коэффициента Q источника синхронизирующих импульсов (например, относительно одного из источников 248₁-248_K синхронизирующих импульсов), используемого для возбуждения коммутатора SMPS. Для этой задачи компонент управления режимом может использовать "интеллектуальный" компонент (не показан), который может выполнять анализ полезности (например, анализ "затраты-выгоды"), чтобы определить, выгоден ли источник синхронизирующих импульсов с высоким Q или низким Q для работы мобильной станции (например, UE 210). Анализ полезности может быть автоматизирован и может основываться на методике искусственного интеллекта или машинного обучения - например, деревья решений, нейронные сети, регрессивный анализ, анализ главных компонентов (PCA) для извлечения признака и шаблона, кластерный анализ, генетический алгоритм или усиленное обучение - для управления данными истории, чтобы логически выводить выгоды и затраты конкретного режима(ов) работы, требования(й) и условия(й) нагрузки и т.д.

[0054] Рассматриваемое настоящее изобретение также предполагает динамическое изменение частоты переключений f в SMPS на основании, по меньшей мере частично, операционных требований нагрузки (например, напряжения, тока при пиковой нагрузке, чувствительных частот) и их изменений. Таким образом, единственный SMPS (например, SMPS 218₂) может приводить в действие множественные режимы работы, которые требуют различные конфигурации нагрузки. В качестве примера, вместо того, чтобы иметь один SMPS для GPS (например, SMPS 218₁, обслуживающий электросеть 235₁) и один SMPS для CDMA IX (например, SMPS 218_N, обслуживающий электросеть 235_N), единственный SMPS может приводить в действие оба режима (например, GPS и CDMA IX) посредством настройки частоты переключений. Соответственно, по меньшей мере одно преимущество рассматриваемого настоящего изобретения должно уменьшать сложность пользовательского оборудования и стоимость материалов; обе составные части производственных затрат.

[0055] Однако должно быть отмечено, что в рассматриваемом настоящем изобретении может быть достигнут компромисс между уменьшением количества SMPS и получением разнообразия SMPS. Ввиду того что частота переключений SMPS может динамически регулироваться согласно условию(ям) нагрузки, то посредством обеспечения множественных источников SMPS (например, 218₁-218_N), конкретных групп нагрузок (например, 244₁-244_P) или конкретных электросетей она может оптимально управляться в определенное время (например, во время синхронизации и повторной синхронизации ячейки, где некоторые корреляторы являются необходимыми, чтобы извлекать информацию о распределении интервалов во времени и о частоте); таким образом, SMPS, ассоциированный с такими конкретными группами, может быть включен и выключен в зависимости от требования, и терминал (например, UE 210) может использовать батарею более эффективно.

[0056] В дополнение, компонент 255 управления режимом может динамически переключать частоту f _J в SMPS 218_J в ответ на изменения в условиях нагрузки(ок). Например, когда набор нагрузок или всей электросети (например, сети 235_N) работает в быстро изменяющемся состоянии с высоким требованием к току при пиковой нагрузке, частота может динамически переключаться, чтобы обеспечивать более высокий ток, например (с>0), на набор нагрузок или сеть, все еще избегая помех РЧ схеме, ассоциированной с конкретным режимом работы. В целом, понижение частоты переключений SMPS для управления более высоким током нагрузки обычно ассоциируется с уменьшением эффективности. Таким образом, динамическое регулирование частоты переключений помогает претерпевать ухудшение, в то же время избегая катастрофического сбоя, такого как нестабильность источника питания.

[0057] Фиг.5 иллюстрирует иллюстративную конфигурацию 280 генераторов 285₁-285_M синхронизирующего сигнала, которые могут постоянно находиться в компоненте 255 управления режимом, который согласовывает один или более источников синхронизирующих импульсов с SMPS и облегчает выбор источника синхронизирующих импульсов. Примерная конфигурация 280 иллюстрирует источники 248₁-248_K синхронизирующих импульсов, присоединенные к генератору 1 248₁ синхронизирующего сигнала, который выводит синхронизирующий сигнал переключения, который возбуждает SMPS 1 218₁. Что касается SMPS 2 218₂ и SMPS 3 218₃, они совместно используют генератор 2 248₂ синхронизирующего сигнала как источник возбуждения переключения, который может выбирать из источника 1 248₁ синхронизирующих импульсов или источника 2 248₂ синхронизирующих импульсов. Относительно SMPS N-1 281_N-1, он использует источник 1 248₁ синхронизирующих импульсов. В примерной конфигурации 280 SMPS N 218_N должен использовать источник K синхронизирующих импульсов без промежуточного генератора синхронизирующего сигнала. Должно быть понятно, что в дополнение к выбору источника синхронизирующих импульсов генераторы 285₁-285_М синхронизирующего сигнала могут модифицировать частоту источника синхронизирующих импульсов, например, с помощью по меньшей мере одного из блока целочисленного деления или блока дробного деления. Например, генератор М 285_М синхронизирующего сигнала может модифицировать частоту источника синхронизирующих импульсов. По меньшей мере два преимущества модификации частоты источника синхронизирующих импульсов заключаются: (i) в увеличении динамического диапазона (например, более верхние или более низкие полосы частот интервала) масштабируемости частоты, предусмотренного платформой SMPS 215 с изменяемой частотой, и (ii) в генерировании набора частот переключений без гармоник в канале, настроенного с помощью набора нагрузок, обслуживаемого платформой SMPS 215 с изменяемой частотой; генерируемые частоты переключений могут обеспечивать оптимальную эффективность по мощности этому набору нагрузок, и могут быть сохранены в таблице 268 просмотра, и могут облегчать выбор оптимальных частот переключений, чтобы питать набор источников SMPS в платформе SMPS 215 с изменяемой частотой.

[0058] Фиг.6-8 иллюстрируют набор из трех схематических диаграмм относительно эффективности по мощности, обеспеченной посредством SMPS, в зависимости от тока нагрузки на трех различных частотах переключений и различном входном напряжении DC V_IN. Символы-ромбики соответствуют первой частоте переключений f ₁, символы-квадратики соответствуют второй частоте f ₂, расположенной ниже, чем первая частота, и треугольники соответствуют третьей частоте переключений, расположенной ниже, чем первая и вторая частоты. Диаграммы 290 (фиг.6), 294 (фиг.7) и 298 (фиг.8) качественно отображают аналогичные характеристики эффективности мощности в зависимости от тока нагрузки на различных частотах. В частности, (i) эффективность SMPS почти обратно пропорциональна его частоте переключений. Такое поведение в целом возникает из линейной зависимости с частотой переключений потерь преобразования SMPS, что является упрощенным сценарием, когда другие количества, которые влияют на эффективность или производительность, по существу являются одинаковыми. (ii) Максимальный ток нагрузки на конкретной частоте переключений (например, 292_λ, в f _λ, с λ=1,2,3 в V_IN=V_MIN) увеличивается с уменьшением частоты переключений. В дополнение, более высокие входные напряжения приводят к большим максимальным токам нагрузки, таким как 296_λ при V_IN=V_TYP, с V_TYP типовым операционным значением напряжения и 296_λ при V_IN=V_MAX. Максимальный ток нагрузки для данной частоты переключений является показателем неидеальности схемы. Обычно более низкая частота переключений обеспечивает более высокий выходной ток нагрузки, в то же время поддерживая регулирование; все же такой отклик не в состоянии препятствовать тому, чтобы SMPS выдавал более высокий ток нагрузки на более высокой частоте переключений согласно характерной структуре и когда затраты или технология это разрешают. Изменение частоты переключений до более низких частот при некритической работе в целом улучшает общую эффективность.

[0059] Фиг.9 является блок-схемой 300 примерного варианта осуществления 310 пользовательского оборудования, которое может динамически выбирать и устанавливать одну или более частот переключений для управления потреблением мощностью с помощью набора источников SMPS. Электросеть(и) 315 включает в себя нагрузку(и) 318, которая обеспечивает, по меньшей мере частично, функциональные возможности пользовательского оборудования 310. Платформа SMPS 215 с изменяемой частотой содержит набор источников SMPS 218₁-218_N. Как рассмотрено выше, каждый SMPS 218_λ (λ=1, 2, ..., N) работает на частоте переключений f _λ и выводит напряжение , которое выдает мощность нагрузке(ам) 318 в электросети(ях) 315. Может быть использован набор источников 245 синхронизирующих импульсов, чтобы возбуждать коммутатор в одном или более источниках SMPS на платформе 215 с изменяемой частотой по существу одним и тем же способом, как рассмотрено выше применительно к пользовательскому оборудованию 210. Аналогично, компонент управления 255 режимом может по существу работать таким же способом, как описано выше. В дополнение, в одном аспекте UE 310 компонент 255 управления режимом может включать в себя компонент 325 индикатора качества канала (CQI), который может устанавливать условия радиоканала(ов). В частности, компонент 325 CQI может определять спектральные свойства, такие как частота источников помех (например, сигнал генератора помех), которые влияют на передачу данных и на работу мобильного блока 310. Должно быть понятно, что в системах связи дуплексной передачи с частотным разделением выходной сигнал передатчика может действовать как сигнал генератора помех.

[0060] Компонент 255 индикатора качества канала может также контролировать ветви гетеродина (LO) приемника, полученные из соединения SMPS (например, SMPS 2 218₂) и источников 245 синхронизирующих импульсов, или схемы источников синхронизирующих импульсов. В частности, компонент 255 CQI может определять, имеет ли место ветвь LO смещение по частоте на величину, которая равняется М, умноженной на частоту переключений SMPS (например, f ₂); такое смещение частоты в настоящем описании называется резонансом М-порядка. Должно быть отмечено, что ветвь LO с М-резонансом может критически не воспринимать работу мобильного блока (например, UE 310) в присутствии внеполосного сигнала генератора помех, подсоединенного к входу приемника. Когда частота, разделяющаяся между ветвью LO и центральной частотой ассоциированного LO (например, частотой источника синхронизирующих импульсов, которая определяет частоту переключений SMPS), равна или является целым кратным, частотой, разделяющейся между принятым сигналом и внеполосным сигналом генератора помех, то преобразование с понижением частоты ветви LO в приемнике (например, UE 310) может спектрально смещать сигнал генератора помех в диапазон частотного спектра, в котором сигнал (например, трафик или информация управления) принимается. (Вышеупомянутое преобразование с понижением частоты может осуществляться приемопередатчиком в UE 310, причем поднабор нагрузок 318 может облегчать работу упомянутого приемопередатчика.) Таким образом, компонент 255 CQI может определять, является ли частота, разделяющаяся между сигналом генератора помех и трафиком или сигналом управления, целым кратным частоты переключений SMPS, и регулировать одну или более частот переключения SMPS, которые соответствуют такому условию. Компонент 255 управления режимом посредством процессора 275 может регулировать одну или более частот переключений; это регулирование возбуждает один или более нерезонансных источников SMPS и уменьшает пагубные влияния ветвей LO, возбужденных посредством SMPS. Отмечается, что компонент 325 CQI может определять, имеет ли место ветвь LO с М-резонансом, когда обслуживание мобильной операции передается на операцию нового РЧ канала или когда приемник инициируется в оборудовании с многими приемниками UE.

[0061] Компонент 335 управления режимом может также включать в себя компонент 335 обеспечения обслуживания, который может предотвращать прерывание обслуживания (например, потерянный голосовой вызов или сессию обмена данными, такую как беспроводная транзакция) или поддерживать обслуживание как результат модификаций частоты переключений в ответ на изменения в операционных условиях мобильного блока 310. В частности, компонент 335 обеспечения обслуживания может сохранять обслуживание или операцию, когда резонанс М-порядка между сигналом генератора помех и сигналом в канале передачи данных приводит к регулированию частоты переключений.

[0062] Должно быть отмечено, что в примерных вариантах осуществления UE 210 и 310 процессор 275 сконфигурирован для выполнения по меньшей мере части функциональных действий, например вычислений, объявлений, назначений, решений и по существу любой другой функциональной операции, необходимой для реализации функциональных возможностей по существу любого компонента в пользовательском оборудовании. Память 265 может сохранять соответствующие структуры данных (например, таблицы просмотра), кодовые команды, алгоритмы и т.п., которые могут быть использованы процессором 245 при предоставлении пользовательскому оборудованию 210 своих функциональных возможностей.

[0063] Ввиду примерных систем и ассоциированных аспектов, представленных и описанных выше, способа для гибкого индикатора качества канала, сообщающего о том, что эти способы могут быть реализованы в соответствии с раскрытой сущностью изобретения, могут быть лучше оценены со ссылками на блок-схемы фиг.2, 10, 11-13 и 15. В целях простоты объяснения эти способы показаны и описаны как последовательность этапов, однако должно быть понято и оценено, что заявленная сущность изобретения не ограничивается порядком этапов, поскольку некоторые этапы могут иметь место в другом порядке и/или одновременно с другими этапами по сравнению с теми, которые изображаются и описываются в настоящем описании. Кроме того, могут требоваться не все иллюстрированные этапы для реализации способов, описанных в дальнейшем. Должно быть понятно, что функциональные возможности, ассоциированные с этапами, могут быть реализованы программным обеспечением, аппаратным обеспечением, их комбинацией или любым другим подходящим средством (например, устройством, системой, процессом, компонентом...). Должно быть дополнительно понятно, что способы, раскрытые в дальнейшем и во всем настоящем описании, могут быть сохранены в изделии производства, например на считываемом компьютере носителе, для облегчения транспортировки и передачи таких способов на различные устройства. Дополнительно, должно быть понятно, что способы могут быть альтернативно представлены как набор взаимосвязанных состояний или событий, например, в диаграмме состояния.

[0064] Фиг.10 представляет последовательность операций примерного способа 400 для динамического изменения частоты переключений SMPS, который обеспечивает управление потреблением мощности в беспроводном мобильном устройстве согласно аспектам, описанным в настоящем описании. На этапе 410 принимается информация о режиме работы для беспроводной связи. Информация может включать в себя по меньшей мере одну из индикаций, которая идентифицирует режим, набор диапазонов (полос частот), ассоциированных с режимом и его работой, или запланированный канал(ы) для работы в наборе полос частот, например один или более каналов, используемых для реализации передачи данных, например поддержки голосового вызова или сеанса передачи данных. В одном аспекте информация может быть доставлена компонентом управления режимом, таким как компонент 255, который может устанавливать режим работы (например, вызов CDMA IX, обмен данными HSPA, приложение навигации GPS...). Обычно информация принимается процессором (например, процессором 275), сконфигурированным для обработки информации и конфигурировании работы набора источников SMPS (например, платформы 215 импульсного источника питания с изменяемой частотой). На этапе 420 выбирается оптимальная частота, совместимая с режимом работы. Должно быть понятно, что режим работы включает в себя набор полос частот и каналы, ассоциированные с ними. Выбор может быть продиктован потребностью избежать вмешательства в РЧ схему или по существу в любую другую схему, которая облегчает работу мобильного устройства в конкретном режиме работы (например, GPS, CDMA, WiMAX, радио IR...). В одном аспекте выбираются частота переключений и полученные гармоники, чтобы спектрально отсоединиться от полосы частот ЭМ излучения или конкретного канала, используемого для работы режима. На этапе 430 выбирается исходный синхронизирующий сигнал для оптимальной частоты. В зависимости от операционных условий может быть выбран исходный синхронизирующий сигнал, чтобы уменьшить расход батареи, особенно в условиях плохого качества канала, во время роуминга, который обычно включает сканирование ширины полосы частот, чтобы идентифицировать подходящую базовую станцию для передачи обслуживания, или во время потребления мультимедийных потоковых данных, которые в целом перегружают батарею ввиду обширной работы приемопередатчика (например, чтобы декодировать поток данных), а также ввиду использования ресурсов отображения и звука. Дополнительно, выбор источника синхронизирующих импульсов может быть основан, по меньшей мере частично, на коэффициенте(ах) Q синхронизирующего сигнала, который возбуждает коммутатор SMPS, как рассмотрено выше применительно к Фиг.4. На этапе 440 устанавливается частота переключений в SMPS для выбранного оптимального значения. В одном аспекте оптимальное значение может, в частности, регулироваться так, чтобы быть совместимым с выбранным исходным синхронизирующим сигналом, или оно может по существу модифицироваться посредством генератора синхронизирующего сигнала, например, с помощью блока деления частоты, чтобы гарантировать, что частота переключений SMPS попадет в спектральное перекрытие с частотным каналом(и) ЭМ излучения, используемым для работы мобильного блока. На этапе 450 исследуется изменение в режиме работы. В одном аспекте в примерной системе 460 такое обнаружение может быть проведено компонентом 255 управления режимом. Обнаружение изменения режима работы возвращает алгоритм на этап 410.

[0065] Фиг.11 представляет последовательность операций примерного способа 460, чтобы выбрать оптимальную частоту переключений для SMPS согласно аспектам, описанным в настоящем описании. На этапе 470 генерируется набор частот переключений без гармоник в канале, настроенном операционным набором нагрузок. Например, генерируемые частоты могут быть сохранены в элементе памяти, таком как таблица 268 просмотра. Набор нагрузок может быть ассоциирован с электронной схемой, ассоциированной с функциональными возможностями приемника, специфического для режима работы (например, приема и декодирования радиокадров GPS, аналого-цифрового преобразования речи в голосовую сессию CDMA, генерирования и модуляции пилот-сигнала(ов) для операции управления...). На этапе 475 проверяется, доступны ли множественные частоты в генерируемом наборе частот переключений. При отрицательном ответе на этапе 480 выбирается единственная доступная частота переключений как оптимальная частота, которая оптимизирует эффективность мощности, выдаваемой набору нагрузок SMPS. При утвердительном ответе на этапе 485 выбираются частота переключений и источник синхронизирующих импульсов, который оптимизирует эффективность мощности, выдаваемую посредством SMPS операционному набору нагрузок. На этапе 490 исследуется изменение в канале операции, ассоциированном с режимом работы. Когда канал операции изменяется, алгоритм возвращается на этап 470.

[0066] Фиг.12 представляет последовательность операций примерного способа 500 для динамического регулирования частоты переключений SMPS, которая обеспечивает управление потреблением мощности в беспроводном мобильном устройстве в соответствии с аспектами, описанными в настоящем описании. В одном аспекте примерный способ 500 может служить дополнением к примерному способу 400. На этапе 510 принимается требование работы для набора нагрузок. Набор нагрузок может включать в себя кластер нагрузок с общим функциональным выводом (например, фильтрование, преобразование в цифровую форму, сумматор, блок умножения или блок деления, модуляция...) или операционные требования. В одном аспекте принятое требование работы может включать в себя по меньшей мере одно из: пиковый ток нагрузки, диапазон напряжений или величину напряжения в пределах диапазона или диапазон частоты переключений. Должно быть понятно, что частотный диапазон может быть динамичным, поскольку работа множественных приемников в мобильном блоке может приводить к помехам среди нагрузок или нагрузок и гетеродинов. Индикация или информация о требовании работы, такая как пиковый ток нагрузки, может быть результатом изменений в операционном состоянии набора нагрузок (например, 241₁-241_Q) из-за регулирования состояния работы - например, от активного состояния к бездействующему, как в случае, если приемник прекращает свою работу в мобильном блоке, от требования высокого тока до требования низкого тока и т.д. - набора нагрузок, который поддерживает работу мобильного устройства. На этапе 520 выбираются оптимальная частота переключений и источник синхронизирующих импульсов, совместимые с принятым требованием работы. На этапе 530 частота переключений и источник синхронизирующих импульсов в SMPS, обслуживающем электросеть, которая включает в себя набор нагрузок, устанавливаются равным выбранному оптимальному значению. На этапе 540 исследуется изменение в требовании работы (например, пиковый ток нагрузки), когда обнаруживается изменение (обычно процессором, обеспечивающим управление набором или источниками SMPS; например, процессором 275), алгоритм возвращается на этап 510.

[0067] Фиг.13 является последовательностью операций примерного способа 600 для определения оптимальной частоты для переключения SMPS согласно аспектам, описанным в настоящем описании. На этапе 610 получают доступ к базе данных, содержащей набор оптимальных частот переключений для набора режимов работы для беспроводной связи. В одном аспекте база данных включает в себя таблицу просмотра (например, таблицу 268 просмотра), в которой сохраняется набор оптимальных частот переключений для набора режимов работы. Хранение может иметь место в памяти 265. Таблица просмотра может быть обеспечена изготовителем беспроводного устройства (например, UE 210), который способен к многорежимной работе (например, GSM, CDMA, WCDMA, GPS, WiMAX...). В целом генерирование таблицы просмотра может быть основано, по меньшей мере частично, на широком экспериментировании в лабораторном условии(ях) для работы или для работы, находящейся в области исследований. На этапе 620 извлекается оптимальная частота переключений.

[0068] Фиг.14 является последовательностью операций примерного способа 650 для определения оптимальной частоты для переключения SMPS согласно аспектам, описанным в настоящем описании. Должно быть понятно, что примерный способ 650 может быть альтернативным или дополнительным к примерному способу 600. На этапе 660 набор частот отображается на экране в зависимости от набора критериев, ассоциированных с режимом работы для беспроводной связи в рабочее время. Критерии могут включать в себя по меньшей мере один из технических аспектов работы конкретного набора нагрузок, например, требований к пиковому току(ам) нагрузки или качеству обслуживания (например, низкий расход батареи, низкие флуктуации при голосовом вызове, фиксированная частота появления ошибочных блоков...), ассоциированных с такой работой. В качестве примера, критерием может быть то, что частота не в состоянии обеспечить гармонику по существу в любом операционном частотном канале ЭМ излучения или полосе частот. Набор частот может включать в себя каждую доступную частоту переключений, как определено набором источников синхронизирующих импульсов (например, источников 248₁-248_К синхронизирующих импульсов) и ассоциированными генераторами синхронизирующего сигнала (например, генераторами 285₁-285_М синхронизирующего сигнала). В одном аспекте может быть выполнено приложение программного обеспечения или программно-аппаратного обеспечения, чтобы выполнить отображение на экране во время работы, когда инициируется режим работы. На этапе 670 отображенная на экране частота, которая удовлетворяет большинству критериев в наборе критериев, выбирается как оптимальная частота переключений для используемого режима работы.

[0069] Фиг.15 является последовательностью операций примерного способа 700 для уменьшения помех из-за соединения гетеродина и SMPS в приемнике согласно аспектам, описанным в настоящем описании. На этапе 710 определяется спектральное смещение частоты среди сигнала помех и по меньшей мере одного из сигнала управления или трафика. В одном аспекте определение может включать в себя спектральный анализ (например, анализ разложением Фурье и анализ спектральной плотности мощности (PSD)) шума в беспроводной среде, в которой работает приемник. В качестве примера, сигнал генератора помех может иметь узкое распределение частоты, центрированное на частоте генератора помех (v_J), которая может быть идентифицирована с помощью анализа PSD дискретизированной временной последовательности принятого сигнала. В качестве примера, в системе связи дуплексной передачи с частотным разделением (FDD) сигнал генератора помех может быть выходным сигналом передатчика, проникающим во входной сигнал приемника. В таком случае частоты сигнала генератора помех и сигнала приема могут быть известны ввиду структуры компонента (например, компонента 255 управления режимом), который управляет синхронизирующими сигналами SMPS. На этапе 720 оценивается величина спектрального смещения частоты, исследуя, является ли кратным частоты переключений (например, f _N) SMPS (например, SMPS 218_N), который обслуживает набор нагрузок (нагрузок 244₁-244_P), которые облегчают работу приемника (например, UE 310). В утвердительном случае на этапе 730 регулируется частота переключений (например, f _N) SMPS. Если наоборот, то алгоритм возвращается на этап 710. На этапе 740 обеспечивается или поддерживается обслуживание в соответствии с частотой переключений SMPS, которая регулируется. Должно быть понятно, что модификация частоты переключений может привести к условию сбоя работы, например, когда регулируемая частота является недостаточной, чтобы выдавать пиковый ток нагрузки или удовлетворять по существу любые операционные условия набора нагрузок, используемые в режиме работы, которые обеспечивают обслуживание (например, поддерживают голосовой вызов или сеанс передачи данных). В одном аспекте компонент 335 обеспечения обслуживания может уменьшать возможность такого сбоя в работе. На этапе 750 исследуется, является ли доступным новый канал операции. Доступ к новому РЧ каналу может возникать в результате передачи обслуживания на новую полосу РЧ частот или инициации нового режима приемника в дополнение к существующему режиму работы; например, приемник GPS включается во время вызова в режиме работы в 3G UMTS.

[0070] Фиг.16 является блок-схемой примерного варианта осуществления 800 системы 850 приемника (например, UE 310), которая может использовать динамическое изменение частоты переключений в SMPS в среде беспроводной связи в соответствии с одним или более аспектами, описанными в настоящем описании. В системе 850 приемника переданный модулируемый сигнал(ы) может быть принят N_R антеннами 852₁-852_R и принятый сигнал от каждой антенны может быть передан на соответствующий приемопередатчик (RCVR/TMTR) 854₁-854_R. Антенны 852₁-852_R и приемопередатчики 854₁-854_R могут облегчать передачу данных в режиме передачи данных с множественными входами и множественными выходами (MIMO). Должно быть понятно, что другая реализация передачи данных MIMO, такая как многопользовательская MIMO, однопользовательская MIMO или распределенная MIMO, может быть реализована в приемнике 850. Каждый приемопередатчик 854₁-854_R приводит к требуемым условиям (например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) соответствующий принятый сигнал, переводит приведенный к требуемым условиям сигнал в цифровую форму, чтобы обеспечить выборки на конкретных частотах выборки, и дополнительно обрабатывает выборки, чтобы выдавать соответствующий "принятый" символьный поток. Должно быть отмечено, что схема, ассоциированная с фильтрованием, усилением, преобразованием с понижением частоты, переведением в цифровую форму и т.д., составляет различающийся набор нагрузок, который может быть скомпонован в наборе электросетей (например, в электросети 235₁-235_N), причем такие электросети приводятся в действие или обслуживаются набором источников SMPS. В соответствии с аспектом рассматриваемого настоящего изобретения набор источников SMPS может постоянно находиться на платформе SMPS 885 с выбираемым синхронизирующим сигналом и изменяемой частотой и может работать в соответствии с оптимальными условиями, основанными, по меньшей мере частично, на требованиях тока нагрузки и режиме работы приемника, например режиме для приема и передачи информации с помощью приемопередатчиков 854₁-854_R. Батарея 875 выдает мощность платформе SMPS 885 с изменяемой частотой.

[0071] Процессор 860 RX приема данных получает и обрабатывает NR принятых символьных потоков от NR приемопередатчиков 854₁-854_R на основании одного или более приемников, обрабатывающих способ(ы), чтобы выдавать (например, несколько приемопередатчиков передачи, которые генерируют принятый сигнал) NT "обнаруженных" символьных потоков. Например, такие методики обработки могут включать в себя оценку максимального правдоподобия (ML), минимальную среднеквадратическую ошибку (MMSE), фильтрование обращения в нуль незначащих коэффициентов (ZF), фильтрование с максимальным соотношением объединения (MRC). Такие методики обработки могут включать компонент удачного подавления помех (SIC) и могут включать в себя вычисление прямого/обратного быстрого преобразования(ий) Фурье или прямого/обратного преобразования(ий) Адамарда. Должно быть отмечено, что схема, ассоциированная с реализацией таких методик обработки, составляет различные нагрузки, которые могут быть частью одной или более электросетей, которые могут быть приведены в действие с помощью платформы SMPS 885 с изменяемой частотой. Затем процессор 860 RX приема данных демодулирует, выполняет обратное перемежение и декодирует каждый обнаруженный символьный поток, чтобы восстановить данные трафика или информацию управления для потока данных; компонент 880 модуляции/демодуляции (MOD/DEMOD) выполняет такие операции, которым, по меньшей мере частично, способствует процессор 870. Должно быть отмечено, что нагрузки могут также быть ассоциированы со схемой, которая облегчает демодулирование, выполнение обратного перемежения и декодирование. Такие нагрузки могут быть приведены в действие источниками SMPS в платформе 885.

[0072] Должно быть отмечено, что приемник 850 может также передавать трафик или сигнал (например, пилот-сигнал, зондирующий опорный сигнал(ы)). В то время как информация о сигнализации или об управлении обычно генерируется с помощью процессора 870, трафик обычно генерируется конечным пользователем, который поддерживает вызов (например, голосовую сессию) или использует приложение (например, электронную почту, web-браузер...). Источник 836 данных облегчает генерирования трафика и может включать в себя интерфейс (например, микрофон, камеру и т.д.), который захватывает информацию, а также данные. Трафик передается на процессор TX передачи данных, который управляет данными в соответствии с различными методиками, такими как преобразование из аналогового контента в цифровой контент, и передает обработанные данные на компонент 880 MOD/DEMOD для генерирования потока данных или потока, совместимого с режимом работы (например, CDMA IX, GPS, UMB), используемым приемником 850 для передачи данных.

[0073] Процессор 870 периодически определяет, какую матрицу предварительного кодирования использовать, причем такая матрица может быть сохранена в памяти 872. Операция предварительного кодирования может также использовать конкретную схему и ассоциированную нагрузку(и), приведенную в действие платформой SMPS 885 с изменяемой частотой. Должно быть понятно, что процессор 870 также сконфигурирован для регулирования платформы SMPS 885 с изменяемой частотой, выполняющей кодовые команды, которые облегчают такую работу. Память 872 может сохранять кодовые команды в дополнение к алгоритмам, которые могут быть выполнены процессором (например, процессором 870), чтобы предоставить конкретные функциональные возможности одному или более компонентам 850 приемника. Память 872 может также сохранять структуры данных и базы данных, которые выдают касающуюся работы информацию на приемник 850. В дополнение, память 872 может включать в себя набор критериев, ассоциированных с оптимальным режимом работы для беспроводной связи, который может быть использован для выбора оптимальной частоты переключений для одного или более источников SMPS. Базы данных в памяти 872 включают в себя таблицы просмотра, содержащие оптимальные частоты переключений в соответствии с режимом работы и нагрузкой.

[0074] Затем система, которая может разрешать аспекты раскрытой сущности изобретения, описывается применительно к Фиг.17. Такая система может включать в себя функциональные блоки, которые могут быть функциональными блоками, представляющими функции, реализованные процессором или электронной машиной, программным обеспечением или их комбинацией (например, программно-аппаратным обеспечением).

[0075] Фиг.17 иллюстрирует блок-схему примерной системы 900, которая разрешает динамическое регулирование(я) частоты переключений в импульсном источнике питания (SMPS) в соответствии с аспектами, описанными в настоящем описании. Система 900 может постоянно находиться, по меньшей мере частично, в мобильной станции (например, UE 310) и может включать в себя логическую группировку 910 электронных компонентов, которые могут действовать в связи. В аспекте рассматриваемого настоящего изобретения логическая группировка 910 включает в себя электронные компоненты 915 для приема информации о режиме работы для беспроводной связи; электронные компоненты 925 для приема пикового тока нагрузки; электронные компоненты 935 для выбора оптимальной частоты переключений SMPS, совместимой с режимом работы; и электронные компоненты 945 для выбора оптимальной частоты переключений SMPS, совместимой с принятым пиковым током нагрузки. В дополнение, логическая группировка 910 включает в себя электронные компоненты 955 для установления частоты переключений SMPS, равной оптимальной частоте, совместимой с режимом работы; электронные компоненты 965 для установления частоты переключений SMPS, равной оптимальной частоте переключений, совместимой с принятым пиковым током нагрузки; и электронные компоненты 967 для выбора источника синхронизирующих импульсов на основании качества.

[0076] Система 900 может также включать в себя память 970, которая сохраняет команды для выполнения функций, ассоциированных с электронными компонентами 915, 925, 935, 945, 955, 965 и 967, а также для измерения или вычисления данных, которые могут генерироваться во время выполнения таких функций. В то время как показаны внешними по отношению к памяти 970, должно быть понятно, что один или более электронных компонентов 915, 925, 935, 945, 955, 965 и 967 могут существовать в памяти 1570.

[0077] Должно быть понятно с выгодой настоящего раскрытия, что иллюстративные аспекты описывают беспроводную связь, которая особенно извлекает выгоду из усовершенствованного выбора источника частоты/синхронизирующих импульсов для импульсных источников питания. Однако приложения, совместимые с аспектами, описанными в настоящем описании, могут извлекать выгоду из того, что они не включают в себя беспроводную связь. Например, нагрузка может быть восприимчивой к проблемам электромагнитных помех и совместимости на некоторых частотах, которые ухудшают производительность. Компоненты устройства могут иметь изменяющиеся требования мощности, которые возникают без изменения в режиме передачи. Кроме того, мотивации для обеспечения адекватного и эффективного источника питания и регулирования не должны быть ограничены обслуживанием портативных устройств. Например, более экономичная структура или устройства с меньшим нагревом могут быть достигнуты лучшим выбором частоты/источника синхронизирующих импульсов.

[0078] Должно быть понятно посредством выгоды из предшествующего описания, что в некоторых аспектах рассматриваемое настоящее изобретение обеспечивает систему(ы) и способ(ы) для динамического изменения частот переключений и выбора источников синхронизирующих импульсов импульсных источников питания (источников SMPS) в мобильной станции. Частота переключений динамически регулируется в ответ на изменение в режиме работы для беспроводной связи, используемом мобильной станцией, причем выбор дополнительного режима должен одновременно управляться уже используемым режимом(и), на изменение в полосе частот или канале, ассоциированном с режимом работы, или на изменение в условиях работы набора нагрузок, ассоциированного с функциональными возможностями мобильного блока. Частоты переключений источников SMPS могут регулироваться, чтобы избежать или уменьшить радиоискажения, вводимые изменениями, например, когда гармоника частоты переключений попадает в канал, принимаемый мобильной станцией, или, например, изменениями, когда оказывающий помехи сигнал, присутствующий во входном сигнале приемника, имеет частотное разнесение от канала приема, который находится вблизи гармоники частоты переключений. Частоты переключений могут быть выбраны из таблицы просмотра, которая ассоциирует оптимальные приемлемые частоты или частотные диапазоны, с различными режимами работы, полосами частот или каналами. Альтернативно или в дополнение, приемлемые частоты могут быть выбраны через сравнение частот переключений, доступных для мобильного блока, в зависимости от набора операционных критериев, выраженных как математические ограничения, которые должны быть удовлетворены приемлемой частотой переключений. Набор источников синхронизирующих импульсов может обеспечивать набор частот переключений, которые могут регулироваться, чтобы достигнуть приемлемой частоты переключений.

[0079] Для реализации программного обеспечения методики, описанные в настоящем описании, могут быть реализованы модулями (например, процедурами, функциями и т.д.), которые выполняют функции, описанные в настоящем описании. Коды программного обеспечения или кодовые команды могут быть сохранены в блоках памяти или на считываемых компьютером носителях памяти и выполняться процессорами. Блок памяти или память может быть реализован в процессоре или быть внешним по отношению к процессору в том случае, когда он может быть подсоединен с возможностью связи к процессору с помощью различных традиционных средств.

[0080] В одном или более примерных вариантах осуществления описанные функции могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, программном обеспечении, программно-аппаратном обеспечении или любой их комбинации. Если реализуется в программном обеспечении, функции могут быть сохранены или переданы как одна или более команд или код на считываемый компьютером носитель. Считываемые компьютером носители включают в себя как компьютерные запоминающие носители, так и коммуникационные носители, включающие в себя любой носитель, который облегчает передачу компьютерной программы от одного места к другому. Запоминающие носители могут быть любыми физическими носителями, которые могут быть доступны посредством компьютера. Посредством примера, а не ограничения такие считываемые компьютером носители могут содержать RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM или другое запоминающее устройство на оптических дисках, запоминающее устройство на магнитных дисках или другие магнитные запоминающие устройства или любой другой носитель, который может быть использован, чтобы переносить или сохранять желаемый программный код в форме команд или структур данных, и который может быть доступным посредством компьютера. В дополнение, любое соединение должным образом называется считываемым компьютером носителем. Например, если программное обеспечение передается от вебсайта, сервера или другого удаленного источника, используя коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, витую пару, абонентскую цифровую линию (DSL) или беспроводные технологии, такие как инфракрасное излучение, радио- и микроволны, то эти коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, витая пара, DSL или беспроводные технологии, такие как инфракрасное излучение, радио- и микроволны, включаются в определение носителя. Диск (disk) и диск (disc), как используются в настоящем описании, включают в себя компакт-диск (CD), лазерный диск, оптический диск, универсальный цифровой диск (DVD), дискету и диск blue-ray, где disk обычно воспроизводят данные магнитным способом, в то время как disc воспроизводят данные оптическим образом посредством лазеров. Комбинации вышеупомянутого должны также быть включены в понятие считываемых компьютером носителей.

[0081] Поскольку используемый в настоящем описании термин "процессор" содержит, но не ограничивается содержанием, одноядерные процессоры; одиночные процессоры с возможностью программного многопоточного выполнения; многоядерные процессоры; многоядерные процессоры с возможностью программного многопоточного выполнения; многоядерные процессоры с аппаратной многопоточной технологией; параллельные платформы; и параллельные платформы с распределенной совместно используемой памятью. Дополнительно, процессор может относиться к интегральной схеме, специализированной интегральной схеме (ASIC), цифровому сигнальному процессору (DSP), программируемой пользователем вентильной матрице (FPGA), программируемому логическому контроллеру (PLC), сложному устройству с программируемой логикой (CPLD), логике на дискретных элементах или транзисторах, дискретным компонентам аппаратного обеспечения или любой их комбинации, разработанной для выполнения функций, описанных в настоящем описании. Процессоры могут использовать наномасштаб, чтобы оптимизировать использование пространства или увеличить производительность пользовательского оборудования. Процессор может также быть реализован как комбинация вычислительных устройств, например комбинация DSP и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или более микропроцессоров применительно к ядру DSP или любой другой такой конфигурации.

[0082] Кроме того, в рассматриваемом описании термин "память" относится к хранилищам данных, хранилищам алгоритмов и другим информационным хранилищам, таким как, но не ограничиваясь, хранилищу изображений, хранилищу цифровой музыки и видео, диаграмм и баз данных. Понятно, что компоненты памяти, описанные в настоящем описании, могут быть или энергозависимой памятью, или энергонезависимой памятью или могут включать в себя как энергозависимую, так и энергонезависимую память. Посредством иллюстрации, а не ограничения энергонезависимая память может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ROM), программируемое ROM (PROM), электрически программируемое ROM (EPROM), электрически стираемое ROM (EEPROM) или флэш-память. Энергозависимая память может включать в себя оперативное запоминающее устройство (RAM), которое действует как внешняя кэш-память. Посредством иллюстрации, а не ограничения RAM доступно во многих формах, таких как синхронное RAM (SRAM), динамическое RAM (DRAM), синхронное DRAM (SDRAM), SDRAM с удвоенной скорость передачи данных (DDR SDRAM), усовершенствованное SDRAM (ESDRAM), Synchlink DRAM (SLDRAM) и прямое RAM Rambus (DRRAM). Дополнительно, раскрытые компоненты памяти систем и/или способов в настоящем описании предназначаются, чтобы содержать, не будучи ограниченными, эти или любые другие подходящие типы памяти.

[0083] То что было описано выше, включает в себя примеры одного или более вариантов осуществления. Конечно, невозможно описать каждую мыслимую комбинацию компонентов или методологий в целях описания вышеупомянутых вариантов осуществления, но специалист в данной области техники может распознать, что возможно много дополнительных комбинаций и перестановок раскрытой сущности изобретения. Соответственно, раскрытые варианты осуществления предназначаются, чтобы охватить все такие изменения, модификации и вариации, которые находятся в пределах сущности и области приложенной формулы изобретения. Кроме того, пока термины "включает в себя", "включающий", "владеть" и "владеющий", "иметь" и "имеющий" используются в рассматриваемом описании, такие термины предназначаются, чтобы быть включенными способом, аналогичным термину "содержащий", когда "содержащий" интерпретируется при использовании как переходное слово в формуле изобретения.

Изобретение относится к импульсным источникам питания. Техническим результатом является эффективное управление потреблением мощности. В системе для динамического изменения частот переключений источников синхронизирующих импульсов импульсных источников питания (источников SMPS) в мобильной станции частота переключений изменяется на оптимальное значение в ответ на по меньшей мере одно из (i) изменение в режиме работы для беспроводной связи, используемой мобильной станцией, причем инициируется дополнительный режим работы, (ii) изменение в условиях работы набора нагрузок, ассоциированных с функциональными возможностями мобильного блока, которое определяется, или (iii) ветвью LO, запущенной посредством SMPS в присутствии сигнала помех с частотой, отделяющейся от операционной полосы частот, которая соответствует частоте SMPS или по меньшей мере одной из ее гармоник. Частоты переключений могут быть выбраны из таблицы просмотра или посредством анализа частот переключений, доступных для мобильных и операционных критериев. Набор источников синхронизирующих импульсов может обеспечивать группу частот переключений. 5 н. и 50 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Способ динамического регулирования импульсных источников питания с изменяемой частотой (SMPS), причем способ содержит этапы:
определение режима работы для компонента нагрузки;
определение требования по мощности этого режима работы; и
выбор источника частоты переключений, подходящей для SMPS, чтобы привести в действие режим работы компонента нагрузки в соответствии с упомянутым требованием по мощности.

2. Способ по п.1, дополнительно содержащий выбор одного из множества источников синхронизирующих импульсов, причем каждый формирует различный сигнал частоты переключений.

3. Способ по п.2, дополнительно содержащий выбор источника частоты переключений в частности посредством коэффициента качества (Q), где множество источников синхронизирующих импульсов содержит первый и второй источники синхронизирующих импульсов, имеющие соответствующие частоты переключений, которые являются приемлемыми, и имеющие различные коэффициенты Q.

4. Способ по п.1, дополнительно содержащий выбор подходящего источника частоты переключений, который поддерживает устойчивую работу SMPS.

5. Способ по п.1, дополнительно содержащий определение требования по мощности, содержащего пиковый ток нагрузки этого режима работы.

6. Способ по п.1, дополнительно содержащий определение требования по мощности, содержащего средний ток нагрузки этого режима работы.

7. Способ по п.1, дополнительно содержащий определение требования по мощности, содержащего номинальное напряжение или диапазон напряжений этого режима работы.

8. Способ по п.1, дополнительно содержащий определение требования по мощности, содержащего чувствительность по радиочастоте этого режима работы.

9. Способ по п.8, дополнительно содержащий выбор частоты переключений, имеющей целое кратное этой частоты переключений в пределах полосы частот чувствительности по радиочастоте.

10. Способ по п.8, дополнительно содержащий выбор частоты переключений, имеющей центральную частоту в пределах полосы частот чувствительности по радиочастоте.

11. Способ по п.8, в котором чувствительность по радиочастоте режима работы возникает из-за ближайших компонентов, восприимчивых к электромагнитным помехам.

12. Способ по п.8, дополнительно содержащий определение требования по мощности, содержащего пиковый ток нагрузки режима работы и чувствительность по радиочастоте режима работы.

13. Способ по п.8, дополнительно содержащий выбор источника синхронизирующих импульсов, который формирует спектры частот переключений, ослабленные в чувствительности по радиочастоте компонента нагрузки.

14. Способ по п.8, дополнительно содержащий выбор изменяемой версии источника синхронизирующих импульсов.

15. Способ по п.14, дополнительно содержащий выбор изменяемой версии источника синхронизирующих импульсов посредством изменения частоты источника синхронизирующих импульсов, использующего блок генератора синхронизирующего сигнала SMPS.

16. Способ по п.15, дополнительно содержащий изменение частоты источника синхронизирующих импульсов, использующего блок генератора синхронизирующего сигнала SMPS, содержащего блок деления частоты с программируемым блоком деления по модулю.

17. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы:
определение последующего режима работы для компонента нагрузки; определение последующего требования по мощности последующего режима работы; и
выбор другого источника частоты переключений, подходящего для SMPS, чтобы привести в действие последующий режим работы компонента нагрузки в соответствии с последующим требованием по мощности.

18. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы:
определение одновременного режима работы для второго компонента нагрузки;
определение второго требования по мощности одновременного режима работы; и
выбор другого источника частоты переключений, подходящего для второго SMPS, чтобы привести в действие одновременный режим работы второго компонента нагрузки в соответствии со вторым требованием по мощности.

19. Способ по п.18, в котором первый и второй SMPS идентичны.

20. Способ по п.1, дополнительно содержащий определение режима работы для устройства беспроводной связи.

21. Способ по п.20, дополнительно содержащий определение режима работы, содержащего формат модуляции.

22. Способ по п.21, дополнительно содержащий определение режима работы конфигурации аппаратного обеспечения или программного обеспечения, который разрешает передачу или прием сигнала в выбранном формате модуляции.

23. Способ по п.1, дополнительно содержащий определение требования по мощности посредством получения доступа к сохраненной структуре данных просмотра.

24. Способ по п.1, дополнительно содержащий определение требования по мощности посредством восприятия параметра, связанного с потреблением мощности компонентом нагрузки.

25. Способ по п.10, дополнительно содержащий определение требования по мощности посредством восприятия параметра, связанного с потреблением мощности.

26. Способ по п.1, дополнительно содержащий выбор переключения посредством отображения на экране набора доступных частот переключений в зависимости от критерия принятия; и
выбор одной частоты переключений из набора доступных частот переключений, которая лучше всего удовлетворяет критерию принятия.

27. По меньшей мере один процессор для динамического регулирования импульсных источников питания с изменяемой частотой (SMPS), причем упомянутый по меньшей мере один процессор содержит:
первый модуль для определения режима работы для компонента нагрузки;
второй модуль для определения требования по мощности режима работы;
и
третий модуль для выбора источника частоты переключений, подходящего для SMPS, чтобы привести в действие режим работы компонента нагрузки в соответствии с требованием по мощности.

28. Считываемый компьютером запоминающий носитель, содержащий инструкции для осуществления способа динамического регулирования импульсных источников питания с изменяемой частотой (SMPS), причем считываемый компьютером запоминающий носитель содержит:
первый набор кодов для того, чтобы вынуждать компьютер определять режим работы для компонента нагрузки;
второй набор кодов для того, чтобы вынуждать компьютер определять требование по мощности режима работы; и
третий набор кодов для того, чтобы вынуждать компьютер выбирать источник частоты переключений, подходящий для SMPS, чтобы привести в действие режим работы компонента нагрузки в соответствии с упомянутым требованием по мощности.

29. Устройство для динамического регулирования импульсного источника питания с изменяемой частотой (SMPS), причем устройство содержит: средство для определения режима работы для компонента нагрузки; средство для определения требования по мощности режима работы; и средство для выбора источника частоты переключений, подходящего для SMPS, чтобы привести в действие режим работы компонента нагрузки в соответствии с упомянутым требованием по мощности.

30. Устройство для динамического регулирования импульсного источника питания с изменяемой частотой (SMPS), причем устройство содержит:
детектор режима для определения режима работы для компонента нагрузки;
компонент блока выбора частоты переключений для определения требования по мощности режима работы;
импульсный источник питания (SMPS), который питает компонент нагрузки; и
компонент блока выбора частоты переключений для выбора источника частоты переключений, подходящего для SMPS, чтобы привести в действие режим работы компонента нагрузки в соответствии с упомянутым требованием по мощности.

31. Устройство по п.30, в котором компонент блока выбора частоты переключений предназначен дополнительно для выбора частоты переключений посредством выбора одного из множества источников синхронизирующих импульсов.

32. Устройство по п.31, в котором компонент блока выбора частоты переключений предназначен дополнительно для выбора источника частоты переключений в частности посредством коэффициента качества (Q), где множество источников синхронизирующих импульсов содержит первый и второй источники синхронизирующих импульсов, имеющие соответствующие частоты переключений, которые являются приемлемыми, и имеющие различные коэффициенты Q.

33. Устройство по п.30, в котором компонент блока выбора частоты переключений предназначен дополнительно для выбора подходящего источника частоты переключений, который поддерживает стабильную работу SMPS.

34. Устройство по п.30, в котором компонент блока выбора частоты предназначен дополнительно для определения требования по мощности, содержащего пиковый ток нагрузки этого режима работы.

35. Устройство по п.30, в котором компонент блока выбора частоты переключений предназначен дополнительно для определения требования по мощности, содержащего средний ток нагрузки этого режима работы.

36. Устройство по п.30, в котором компонент блока выбора частоты переключений предназначен дополнительно для определения требования по мощности, содержащего номинальное напряжение или диапазон напряжений этого режима работы.

37. Устройство по п.30, в котором компонент блока выбора частоты переключений предназначен дополнительно для компонента блока выбора частоты для определения требования по мощности, содержащего чувствительность по радиочастоте этого режима работы.

38. Устройство по п.30, в котором компонент блока выбора частоты переключений предназначен дополнительно для выбора частоты переключений, имеющей целое кратное этой частоты переключений в пределах полосы частот чувствительности по радиочастоте.

39. Устройство по п.37, в котором компонент блока выбора частоты переключений предназначен дополнительно для выбора частоты переключений, имеющей центральную частоту в пределах полосы частот чувствительности по радиочастоте.

40. Устройство по п.37, в котором чувствительность по радиочастоте режима работы возникает из-за ближайших компонентов, восприимчивых к электромагнитным помехам.

41. Устройство по п.37, в котором компонент блока выбора частоты предназначен дополнительно для определения требования по мощности, содержащего пиковый ток нагрузки режима работы и чувствительность по радиочастоте этого режима работы.

42. Устройство по п.37, дополнительно содержащее компонент блока выбора частоты для выбора источника синхронизирующих импульсов, который формирует спектры частоты переключений, уменьшенные в чувствительности по радиочастоте компонента нагрузки.

43. Устройство по п.37, дополнительно содержащее компонент блока выбора частоты для выбора изменяемой версии источника синхронизирующих импульсов.

44. Устройство по п.43, в котором компонент блока выбора частоты переключений предназначен дополнительно для выбора изменяемой версии источника синхронизирующих импульсов посредством изменения частоты источника синхронизирующих импульсов, использующего блок генератора синхронизирующего сигнала SMPS.

45. Устройство по п.43, в котором компонент блока выбора частоты переключений предназначен дополнительно для изменения частоты источника синхронизирующих импульсов, использующего блок генератора синхронизирующего сигнала SMPS, содержащего блок деления частоты с программируемым блоком деления по модулю.

46. Устройство по п.30, в котором детектор режима предназначен дополнительно для приема информации о последующем режиме работы для компонента нагрузки, компонент блока выбора частоты предназначен дополнительно для определения последующего требования по мощности последующего режима работы, и компонент блока выбора частоты предназначен дополнительно для выбора другого источника частоты переключений, подходящего для SMPS, чтобы привести в действие последующий режим работы компонента нагрузки в соответствии с последующим требованием по мощности.

47. Устройство по п.30, дополнительно содержащее:
второй детектор режима для приема информации об одновременном режиме работы для второго компонента нагрузки;
второй SMPS, который питает второй компонент нагрузки; и
второй компонент блока выбора частоты для определения второго требования по мощности одновременного режима работы и для выбора другого источника частоты переключений, подходящего для второго SMPS, чтобы привести в действие одновременный режим работы второго компонента нагрузки в соответствии со вторым требованием по мощности.

48. Устройство по п.47, в котором первый и второй SMPS идентичны.

49. Устройство по п.30, в котором детектор режима предназначен дополнительно для определения режима работы для устройства беспроводной связи.

50. Устройство по п.49, в котором детектор режима предназначен дополнительно для определения режима работы, содержащего формат модуляции.

51. Устройство по п.50, в котором детектор режима предназначен дополнительно для определения режима работы конфигурации аппаратного обеспечения или программного обеспечения, которая разрешает передачу или прием сигнала в выбранном формате модуляции.

52. Устройство по п.30, в котором компонент блока выбора частоты переключений предназначен дополнительно для определения требования по мощности посредством получения доступа к сохраненной структуре данных просмотра.

53. Устройство по п.30, в котором компонент блока выбора частоты переключений предназначен дополнительно для определения требования по мощности посредством восприятия параметра, связанного с потреблением мощности компонентом нагрузки.

54. Устройство по п.53, в котором компонент блока выбора частоты переключений предназначен дополнительно для определения требования по мощности посредством восприятия параметра, связанного с потреблением мощности.

55. Устройство по п.30, в котором компонент блока выбора частоты переключений предназначен дополнительно для выбора переключения посредством отображения на экране набора доступных частот переключений в зависимости от критерия принятия; и выбора одной частоты переключений из набора доступных частот переключений, которая лучше всего удовлетворяет критерию принятия.